JP2019084942A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載ネットワークに接続された第１の電子制御装置の異常を検知する第２の電子制御装置において、異常の誤検知を低減させる。【解決手段】電子制御装置は、車載ネットワークに接続された第１の電子制御装置の異常を検知する第２の電子制御装置であって、前記第１の電子制御装置のスリープ状態からのウェイクアップを検出する検出部と、前記検出部による検出結果を用いて、前記第１の電子制御装置のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断する判断部と、前記第１の電子制御装置の前記周期的なウェイクアップの回数をカウントし、前記周期的なウェイクアップの回数を用いて前記第１の電子制御装置の異常を検知する検知部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

スリープ、ウェイクアップ制御を行う車載ネットワークシステムにおいて、異常なウェイクアップを検出する技術が知られている。

例えば、マスタ及びスレーブで構成されるネットワークにおいて、マスタが、予め定められた監視期間内に閾値以上の回数、ウェイクアップパルスを送信したスレーブを異常ノードとして特定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−５５２８９号公報

特許文献１に開示された技術では、ウェイクアップの発生頻度の閾値を予め決定し、この閾値を超えた場合に異常を検知するので、例えば、ユーザの想定外の操作等によりウェイクアップの回数が増加した場合に、異常を誤検知してしまう恐れがある。

本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、車載ネットワークに接続された第１の電子制御装置の異常を検知する第２の電子制御装置において、異常の誤検知を低減させる。

上記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る電子制御装置は、車載ネットワークに接続された第１の電子制御装置の異常を検知する第２の電子制御装置であって、前記第１の電子制御装置のスリープ状態からのウェイクアップを検出する検出部と、前記検出部による検出結果を用いて、前記第１の電子制御装置のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断する判断部と、前記第１の電子制御装置の前記周期的なウェイクアップの回数をカウントし、前記周期的なウェイクアップの回数を用いて前記第１の電子制御装置の異常を検知する検知部と、を有する。

本実施形態に係る電子制御装置は、第１の電子制御装置によるウェイクアップのうち、ユーザの操作によるウェイクアップが周期的に発生しないことに着目し、周期的なウェイクアップの回数のみをカウントして、第１の電子制御装置の異常を検知する。これにより、本実施形態に係る電子制御装置は、例えば、ユーザの想定外の操作等によりウェイクアップの回数が増加した場合でも、異常の誤検知を低減させることができる。

本発明の実施の形態によれば、ネットワークを介して接続される他の電子制御装置の異常を検知する電子制御装置において、異常の誤検知を低減させることができる。

一実施形態に係る車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。 一実施形態に係るマスタＥＣＵの処理の例を示すフローチャートである。 変形例１に係る車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。 変形例２に係るマスタＥＣＵの処理の例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

＜システム構成＞
図１は、一実施形態に係る車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。車載ネットワークシステム１００は、例えば、自動車等の車両に搭載される車載ネットワーク１３０に接続される、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２０−１〜１２０−３とマスタＥＣＵ１１０とを含む。なお、以下の説明の中で、ＥＣＵ１２０−１〜１２０−３のうち、任意のＥＣＵを示す場合、「ＥＣＵ１２０」を用いる。また、図１に示すＥＣＵ１２０の数は一例であり、ＥＣＵ１２０の数は１つ以上の他の数であっても良い。

車載ネットワーク１３０は、例えば、車両に搭載されるＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信ネットワークである。

ＥＣＵ（第１の電子制御装置）１２０は、車両に搭載され、例えば、車両制御系、ボディー系、又はマルチメディア系等の所定の機能を制御する電子制御装置である。ＥＣＵ１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）、及び通信インタフェース等を含む。また、ＥＣＵ１２０は、例えば、フラッシュＲＯＭ等の記憶媒体に記憶した所定のプログラムをＣＰＵで実行することにより、前述した所定の機能を制御する。さらに、ＥＣＵ１２０は、通信インタフェースを介して車載ネットワーク１３０に接続され、マスタＥＣＵ１１０、及び他のＥＣＵ１２０と、所定の通信プロトコルを用いて通信可能である。

マスタＥＣＵ（第２の電子制御装置）１１０は、車載ネットワーク１３０に接続されたＥＣＵ１２０の異常を検知する電子制御装置である。マスタＥＣＵ１１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭ、及び通信インタフェース等を含む。また、ＥＣＵ１２０は、通信インタフェースを介して車載ネットワーク１３０に接続され、ＥＣＵ１２０と所定の通信プロトコルで通信可能である。なお、マスタＥＣＵ１１０は、ＥＣＵ１２０と同様に、車両の所定の機能を制御する電子制御装置であっても良い。

車載ネットワークシステム１００は、省電力機能を有しており、例えば、通信が不要な状態になったとき等に、省電力状態に移行することにより、消費電力を低減させることができる。

例えば、ＥＣＵ１２０は、マスタＥＣＵ１１０から送信されるスリープ信号に応じて通信を停止し、スリープ状態に移行する。或いは、ＥＣＵ１２０は、車載ネットワーク１３０に所定の期間活動がなければ、自動的にスリープ状態に移行する。

また、マスタＥＣＵ１１０、及びＥＣＵ１２０は、スリープ状態にある他のＥＣＵに、ウェイクアップ信号を送信することにより、ウェイクアップ状態への移行（以下、ウェイクアップと呼ぶ）を要求することができる。

ここで、ウェイクアップ状態は、ＥＣＵ１２０が、前述した所定の制御を実行可能な通常の状態である。また、スリープ状態は、ウェイクアップ状態より消費電力が少ない省電力状態であり、前述所定の制御のうち、少なくとも一部の機能を停止した状態である。

このように、ウェイクアップ、スリープ制御を実行する車載ネットワークシステム１００において、ウェイクアップする必要がないにもかかわらず、ウェイクアップ信号が繰り返し送信されると、例えば、車両のバッテリ上がり等を引き起こす場合がある。

このような問題に対して、特許文献１に開示された技術では、ウェイクアップの発生頻度の閾値を予め決定し、この閾値を超えるウェイクアップ要求が発生した場合に異常を検知している。

しかし、この方法では、ユーザの想定外の操作等により、ウェイクアップの回数が増加した場合等に、異常を誤検知してしまう恐れがある。また、このような誤検知を低減させるために、ウェイクアップの頻度を確定するまでの期間を長く（例えば、１０分以上等）設定することも考えられるが、この場合、異常を検知するまでに時間を要し、その間に消費電力が増大してしまう恐れがある。

このような問題を解決するため、本実施形態に係るマスタＥＣＵ１１０は、例えば、図１に示すような機能構成を有している。

＜マスタＥＣＵの機能構成＞
マスタＥＣＵ１１０は、フラッシュＲＯＭ等の記憶媒体に記憶された所定のプログラムをＣＰＵで実行することにより、例えば、ウェイクアップ検出部１１１、判断部１１２、及び異常検知部１１３等を実現している。

ウェイクアップ検出部１１１は、ＥＣＵ（第１の電子制御装置）１２０のスリープ状態からのウェイクアップを検出する。例えば、ウェイクアップ検出部１１１は、車載ネットワーク１３０がスリープ状態に移行した後に、ＥＣＵ１２０が送信するウェイクアップ信号等により、ＥＣＵ１２０のウェイクアップを検出する。

例えば、車載ネットワーク１３０がＬＩＮである場合、ＥＣＵ１２０は、ウェイクアップ信号としてＬＩＮバスを０．２５ｍｓ〜５ｍｓの間ドミナント状態（論理値「０」）とするウェイクアップシグナルを送信する。この場合、ウェイクアップ検出部１１１は、このウェイクアップシグナルにより、ＥＣＵ１２０のウェイクアップを検出することができる。

判断部１１２は、ウェイクアップ検出部１１１が検出した検出結果を用いて、ＥＣＵ１２０のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断する。例えば、判断部１１２は、車載ネットワーク１３０がスリープ状態に移行したとき（以下、ネットワークスリープと呼ぶ）から、ＥＣＵ１２０のウェイクアップが検出されるまでの時間（以下、ウェイクアップ時間と呼ぶ）を測定する。

また、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０の過去のウェイクアップ時間をフラッシュＲＯＭ等の記憶部に記憶しておく。この過去のウェイクアップ時間は、前回、又はそれ以前に、判断部１１２が測定したウェイクアップ時間であり、例えば、ＥＣＵ１２０のウェイクアップが周期的なウェイクアップではないと判断されたとき等に更新される。

さらに、判断部１１２は、測定したウェイクアップ時間と、記憶部に記憶した過去のウェイクアップ時間とを比較して、その差が所定の範囲内である場合、周期的なウェイクアップであると判断する。ここで、所定の範囲は、測定したウェイクアップ時間が、過去のウェイクアップ時間と実質的に同じであると判断できる範囲が予め設定されているものとする。

異常検知部１１３は、ＥＣＵ１２０の周期的なウェイクアップの回数をカウントし、カウントした周期的なウェイクアップの回数を用いてＥＣＵ１２０の異常を検知する。例えば、異常検知部１１３は、異常なウェイクアップと判定するための周期的なウェイクアップの回数の閾値を有しており、ＥＣＵ１２０の周期的なウェイクアップの回数が閾値を超えたとき、ＥＣＵ１２０のウェイクアップを異常なウェイクアップと検知する。

また、異常検知部１１３は、ＥＣＵ１２０の異常なウェイクアップを検知すると、ＥＣＵ１２０に異常が発生していることを通知し、予め設定された復帰処理を実行させる。

上記の構成により、マスタＥＣＵ１１０は、ＥＣＵ１２０によるウェイクアップのうち、ユーザの操作によるウェイクアップが周期的に発生しないことに着目し、周期的なウェイクアップの回数のみをカウントして、ＥＣＵ１２０の異常を検知する。これにより、マスタＥＣＵ１１０は、例えば、ユーザの想定外の操作等によりウェイクアップの回数が増加した場合でも、異常の誤検知を低減させることができる。

また、本実施形態では、マスタＥＣＵ１１０は、ユーザの操作によるウェイクアップを除外して、ＥＣＵ１２０の異常に起因するウェイクアップのみをカウントするので、ウェイクアップの頻度を確定するまでの期間を長くしなくても良い。従って、異常を検知するまでに時間を要し、消費電力が増大してしまうという従来技術の問題点も解決することができる。

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係るマスタＥＣＵが実行する処理の流れについて説明する。
図２は、一実施形態に係るマスタＥＣＵの処理の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、車両がイグニッションオフ（以下、ＩＧ−ＯＦＦと呼ぶ）、かつアクセサリ電源オフ（以下、ＡＣＣ−ＯＦＦと呼ぶ）である場合に、マスタＥＣＵ１１０が実行する処理の例を示している。

ステップＳ２０１において、マスタＥＣＵ１１０は、車両がＩＧ−ＯＦＦかつＡＣＣ−ＯＦＦの状態である「バッテリ接続状態」になると、ステップＳ２０２以降の処理を実行する。

ステップＳ２０２において、車載ネットワーク１３０がネットワークスリープになると、ステップＳ２０３において、マスタＥＣＵ１１０の判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間の測定を開始する。例えば、判断部１１２は、ネットワークスリープになったとき、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間を測定するためのタイマをスタートさせる。

例えば、車載ネットワーク１３０がＬＩＮである場合、バスアイドル状態が４秒以上続いたとき、又はマスタＥＣＵ１１０がスリープモードフレームを送信したとき等に、車載ネットワーク１３０はネットワークスリープ状態になる。

ステップＳ２０４において、マスタＥＣＵ１１０のウェイクアップ検出部１１１は、ＥＣＵ１２０が送信するウェイクアップ信号等によりＥＣＵ１２０のウェイクアップを検出し、ウェイクアップが検出された場合、処理をステップＳ２０５に移行させる。

ステップＳ２０５に移行すると、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間の測定を終了させる。例えば、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間を測定するタイマを停止させて、タイマ値、又はタイマ値に対応する時間を、測定したウェイクアップ時間とする。

ステップＳ２０６において、判断部１１２は、ウェイクアップ検出部１１１が測定したウェイクアップ時間を、記憶部等に記憶した過去のウェイクアップ時間と比較する。例えば、判断部１１２は、測定したウェイクアップ時間と、過去のウェイクアップ時間との差を計算する。

ステップＳ２０７において、判断部１１２は、比較結果、すなわち、測定したウェイクアップ時間と、記憶部等に記憶した過去のウェイクアップ時間との差が、所定の範囲内であるかを判断する。なお、所定の範囲は、前述したように、測定したウェイクアップ時間が、過去のウェイクアップ時間と実質的に同じと判断できる範囲が予め定められているものとする。

比較結果が所定の範囲内でない場合、判断部１１２は、処理をステップＳ２０８に移行させる。一方、比較結果が所定の範囲内である場合、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップが周期的なウェイクアップであると判断し、処理をステップＳ２０９に移行させる。

ステップＳ２０７からステップＳ２０８に移行すると、判断部１１２は、記憶部等に記憶した過去のウェイクアップ時間を、測定したウェイクアップ時間で更新し、ウェイクアップ回数を「０」に初期化して、処理をステップＳ２０２に戻す。

一方、ステップＳ２０７からステップＳ２０９に移行すると、マスタＥＣＵ１１０の異常検知部１１３は、ウェイクアップ回数に「１」を加算する。

ステップＳ２１０において、異常検知部１１３は、ウェイクアップ回数が、閾値を超えたか否かを判断する。ここでは、周期的なウェイクアップが連続して発生した場合に、異常なウェイクアップと判定するための閾値が予め定められているものとする。

ウェイクアップ回数が閾値を超えていない場合、マスタＥＣＵ１１０は、処理をステップＳ２０２に戻して、同様の処理を再び実行する。一方、ウェイクアップ回数が閾値を超えた場合、異常検知部１１３は、処理をステップＳ２１１に移行させる。

ステップＳ２１１に移行すると、異常検知部１１３は、異常なウェイクアップが発生したことを検知し、ＥＣＵ１２０に異常なウェイクアップが発生したことを通知する通知処理を実行する。これにより、通知を受けたＥＣＵ１２０は、予め定められた復帰処理（例えば、再起動等）を実行する。

上記の処理により、マスタＥＣＵ１１０は、ＥＣＵ１２０の周期的なウェイクアップの回数だけをカウントして、異常を検知することができるようになる。

［変形例１］
変形例として、車載ネットワークシステム１００は、マスタＥＣＵ１１０を設けずに、各ＥＣＵが異常ウェイクアップの検出を行う構成も考えられる。

図３は、変形例１に係る車載ネットワークシステムの構成例を示す図である。図３において、ＥＣＵ３００−１〜３００−４は、フラッシュＲＯＭ等に記憶した所定のプログラムを実行することにより、ウェイクアップ検出部３０１、判断部３０２、及び異常検知部３０３等を実現している。なお、以下の説明の中で、ＥＣＵ３００−１〜３００−４のうち、任意のＥＣＵを示す場合、「ＥＣＵ３００」を用いる。

変形例１では、ウェイクアップ検出部３０１は、自装置におけるスリープ状態からのウェイクアップを検出する。例えば、ＥＣＵ３００−１のウェイクアップ検出部３０１は、ＥＣＵ３００−１のスリープ状態からのウェイクアップを検出する。

また、判断部３０２は、ウェイクアップ検出部３０１が検出した検出結果を用いて、自装置のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断する。例えば、ＥＣＵ３００−１の判断部３０２は、ＥＣＵ３００−１のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断する。なお、周期的なウェイクアップであるかを判断する方法は、例えば、図１、２を用いて説明した方法と同様で良い。

さらに、異常検知部３０３は、自装置における周期的なウェイクアップの回数をカウントし、カウントした周期的なウェイクアップの回数を用いて自装置の異常を検知する。例えば、ＥＣＵ３００−１の異常検知部３０３は、ＥＣＵ３００−１の周期的なウェイクアップの回数をカウントし、カウントした周期的なウェイクアップの回数を用いてＥＣＵ３００−１の異常を検知する。なお、周期的なウェイクアップの回数を用いて自装置の異常を検知する方法は、例えば、図１、２を用いて説明した方法と同様で良い。

また、異常検知部３０３は、自装置における異常なウェイクアップを検知すると、予め定められた異常復帰処理（例えば、再起動、次回のスリープ後におけるウェイクアップを所定の時間禁止する等）を実行する。

このように、車載ネットワーク１３０に接続された第１の電子制御装置と、第１の電子制御装置の異常を検知する第２の電子制御装置は、同じ電子制御装置（ＥＣＵ３００）であっても良い。

［変形例２］
図２に示す処理では、マスタＥＣＵ１１０の判断部１１２は、車載ネットワーク１３０がスリープ状態になってから、ＥＣＵ１２０がウェイクアップするまでのウェイクアップ時間を用いて、ＥＣＵ１２０における周期的なウェイクアップを判断していた。

ただし、これは一例であり、例えば、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップから、次回のウェイクアップまでの時間をウェイクアップ時間として、ＥＣＵ１２０のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断するものであっても良い。

例えば、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０がウェイクアップしたときにウェイクアップ時間の測定を開始し、ウェイクアップ検出部１１１が、ＥＣＵ１２０の次回のウェイクアップを検出したときまでの時間をウェイクアップ時間として測定する。なお、ウェイクアップ時間の測定方法以外の処理は、図２に示す処理と同様で良い。

＜処理の流れ＞
図４は、変形例２に係るマスタＥＣＵの処理の例を示すフローチャートである。なお、図４のステップＳ２０１、Ｓ２０６〜Ｓ２１１の処理は、図２に示す処理と同様なので、ここでは、図２に示す処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ４０１において、マスタＥＣＵ１１０は、ウェイクアップ検出部１１１により、ＥＣＵ１２０の初回のウェイクアップが検出されると、ステップＳ４０２以降の処理を実行する。

ステップＳ４０２において、マスタＥＣＵ１１０の判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間の測定を開始する。例えば、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間を測定するためのタイマをスタートさせる。

ステップＳ４０３において、マスタＥＣＵ１１０のウェイクアップ検出部１１１は、ＥＣＵ１２０が送信するウェイクアップ信号等によりＥＣＵ１２０のウェイクアップを検出し、ウェイクアップが検出された場合、処理をステップＳ４０４に移行させる。

ステップＳ４０４に移行すると、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間の測定を終了させる。例えば、判断部１１２は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップ時間を測定するタイマを停止させて、タイマ値、又はタイマ値に対応する時間を、測定したウェイクアップ時間とする。

上記の処理により、マスタＥＣＵ１１０は、ＥＣＵ１２０のウェイクアップから、次回のウェイクアップまでの時間をウェイクアップ時間として測定することができる。なお、上記以外の処理は、図２に示す処理と同様である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、様々な変形や変更が可能である。

１００ 車載ネットワークシステム
１１０ マスタＥＣＵ（第２の電子制御装置）
１１１、３０１ ウェイクアップ検出部（検出部）
１１２、３０２ 判断部
１１３、３０３ 異常検知部
１２０ ＥＣＵ（第１の電子制御装置）
１３０ 車載ネットワーク
３００ ＥＣＵ（第１及び第２の電子制御装置）

Claims (1)

1. 車載ネットワークに接続された第１の電子制御装置の異常を検知する第２の電子制御装置であって、
   前記第１の電子制御装置のスリープ状態からのウェイクアップを検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果を用いて、前記第１の電子制御装置のウェイクアップが周期的なウェイクアップであるかを判断する判断部と、
   前記第１の電子制御装置の前記周期的なウェイクアップの回数をカウントし、前記周期的なウェイクアップの回数を用いて前記第１の電子制御装置の異常を検知する検知部と、
   を有する、電子制御装置。

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